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アクティビティレポート2010

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(1)

アクティビティレポート2010

早稲田大学 先進理工学部 化学・生命化学科

早稲田大学 先進理工学研究科

化学・生命化学専攻

(2)

学科構成員

 物理化学部門 構造化学研究室

教授 古川 行夫

助教 酒井 平祐

助手 瀬戸 啓介

電子状態理論研究室

教授 中井 浩巳

次席研究員 今村 穣

客員研究員 菊池 那明

客員講師 小林 正人

助教 サパパコーン,パシャリーナ

助手 赤間 知子

助手 清野 淳司

光物理化学研究室

准教授 井村 考平

 有機化学部門 化学合成法研究室

教授 中田 雅久

助教 丹羽 節

機能有機化学研究室

教授 鹿又 宣弘

反応有機化学研究室

教授 柴田 高範

日本学術振興会特別研究員(DC) 神田 和正

日本学術振興会特別研究員(DC) 松木(大塚)麻衣子

(3)

 無機・分析化学部門 無機反応化学研究室

教授 石原 浩二

錯体化学研究室

教授 山口 正

 生命化学部門

先端システム医生物工学研究室

特任教授 浅野 茂隆

分子生物学研究室

教授 寺田 泰比古

生物分子化学研究室

教授 小出 隆規

助手 山崎 ちさと

客員研究員 能勢 博

ケミカルバイオロジー研究室

准教授 中尾 洋一

客員教授 伏谷 伸宏

客員研究員 児玉 公一郎

客員研究員 蕨 薫

(4)

構造化学研究室(古川研究室)

研究レビュー

(1) ラマンイメージングを用いたペン タセン薄膜の2次元構造に関する研究

ペンタセンは代表的な有機半導体である.

有機薄膜トランジスタでは,多結晶性のペ ンタセン薄膜が使用されており,薄膜の2 次元構造がトランジスタ特性に影響を与え る.ペンタセン蒸着薄膜では,主に二つの 結晶相,バルク相と薄膜相,が存在するこ とが知られている.これらの相では,結晶 格子のab面が基板面内にあり,分子は大ま かに言うと,分子長軸は基板に対して立っ ているが,傾き角が異なる.1596 cm−1 ラマ ンバンド(b3g) 1533 cm−1 ラマンバンド(ag) の強度比 R = I1596/I1533 は,ペンタセン分子 長軸の基板に対する傾き角に依存すること を通して,バルク相と薄膜相の区別に利用 することができる.薄膜相では R = 0.14 で,

バルク相では R = 0.58 である.シリコン基 板上に作製した膜厚 50 nm のペンタセン薄 膜のラマンイメージを測定し,R の値を計 算して,図 1 にイメージを示した.結晶ド メインの大きさは空間分解能よりも小さい.

R が小さい領域は薄膜相であり,R が大き い領域はバルク相である.薄膜相の上に,

部分的にバルク相が成長していることが分 かる.ラマンイメージは有機半導体薄膜の 二次元構造解析に有用である.

1R = I1596/I1533のイメージ.励起光波長: 532 nm; 測定面積: 30.5 m28 m; データ点 間隔: 0.5 m

(2) ラ マ ン イ メ ー ジ ン グ を 用 い た ITO/MoOx/NPD 界面の構造に関する研究

有機 EL では,有機層とインジウムスズ 酸化物(ITO)電極の間の電気的な接触が素子 特性に大きな影響を持つことが知られてい る.ITO 表面上に MoO3を少し蒸着するこ とにより,ITO 電極とホール輸送層(N,N'- di-naphthaleyl-N,N'-diphenyl-1,1'-biphenyl-4,4'-

diamine (NPD))のオーム接触が改善され,

素子性能が高くなる.そこで,ITO 上に MoO3を蒸着し,さらに NPD を蒸着して,

ラマンスペクトルとイメージを測定した.

ラマンスペクトルの解析から,NPD のカチ オンが生成していることが分かった.カチ オンが生成すると,電子準位に変化が起こ り,ITO電極のフェルミ準位と NPD層のエ ネルギー準位がほぼ一致して,オーム接触 が よ く な る と 解 釈 で き る . ま た , ITO/MoO3(0.75 nm)/NPD(10 nm)試料に関し て実測したラマンイメージから,中性 NPD 1292 cm−1バンドとカチオンの 1329 cm−1 バンドの強度比 R = I1329/I1292を計算して,イ メージを図 2 に示した.濃紺から青,緑,

黄,赤となるにつれて,カチオンの濃度が 濃くなることを示している.全体にカチオ ンが生成しているが,12 m2程度のサイ ズで濃度の差異が観測された.

2.R = I1329/I1292 のイメージ.励起光波長:

532 nm; 測定面積: 20.0 m20.4 m; データ 点間隔: 0.5 m5点補間した.

m

m

(5)

研究業績

 原著論文

1. "Temperature Measurements of a Phosphorescent Organic Light-Emitting Diode by Raman Spectroscopy"

H. Tsuji and Y. Furukawa

Chem. Phys. Lett., 488(4−6), 206−208 (2010).

2. "One-Pot Synthesis and Fluorescence Properties of 2-Arylquinolines"

(S. Sueki), (C. Okamoto), (I. Shimizu), K. Seto, and Y. Furukawa Bull. Chem. Soc. Jpn., 83(4), 385−390 (2010).

3. "Synthesis, Structures, and Reactivity of Kinetically Stabilized Anthryldiphosphene Derivatives"

(A. Tsurusaki), (N. Nagahora), (T. Sasamori), (K. Matsuda), (Y. Kanemitsu), Y.

Watanabe, Y. Hosoi, Y. Furukawa, and (N. Tokitoh) Bull. Chem. Soc. Jpn., 83(5), 456−478 (2010).

 総説,単行本など

1. 「赤外・ラマン分光分析」

古川行夫

有機半導体デバイス−基礎から最先端材料・デバイスまで−,日本学術振興会 情報科学用有機材料第142委員会C部会編,オーム社,2010年,pp. 456−463.

2. 「有機ELのラマン・赤外分光分析」

古川行夫

化学工業,62(3), 204−208 (2010).

 依頼講演

1. 「有機電子デバイスの赤外・ラマン分光」

ナノオプティクス研究グループ第 19回研究討論会,早稲田大学西早稲田キャ ンパス(東京),2010年7月15日.

2. "Raman and Infrared Spectroscopy of Organic Electronic Devices"

International Conference on Coherent and Nonlinear Optics (ICONO), Kazan, Russia, August 23–27, 2010.

3. 「研究・開発と赤外・ラマン分光」

第 33 回湘南ハイテクセミナー―研究開発と分析技術―,KU ポートスクウェ ア(横浜),2010年12月4日.

4. "Raman and Infrared Studies of Thin Films Used in Organic Electronic Devices"

2010 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (PACIFICHEM

(6)

2010), Honolulu, Hawaii, USA, December 15–20, 2010.

 受賞

1. 日本化学会BCSJ賞,古川行夫,2010年5月.

2. 日本分光学会若手講演賞,磯田隼人,2010年11月.

 競争的資金

1. グローバルCOE「実践的化学知」教育研究拠点(分担)

(7)

電子状態理論研究室(中井研究室)

研究レビュー

(1) 実時間発展形式の時間依存密度汎関 数理論の実装

本研究では,実時間発展形式の時間依 存密度汎関数理論(RT-TDDFT)に対する 計算プログラムを実装した.さらに,短 時間フーリエ変換(STFT)を適用すること により,励起状態におけるエネルギー移 動を実時間で解析することに成功した

(図1).また,内殻励起に適した交換相関

汎関数CV-B3LYPと組み合せ,内殻励起

状態の緩和過程も検討した.

4. J. Chem. Phys., 132, 054104 (2010).

7. Chem. Lett., 39, 407 (2010).

(2) 構造最適化計算の高速化

我々は,これまでに非経験的分子動力 学(AIMD)法の高速化のために,ラグラン ジュ補間による初期軌道予測(LIMO)法 を開発してきた.本研究では,時間の情 報がない非経験的モンテカルロ(AIMC) 法や構造最適化(Opt)計算にも適用でき る方法(LSMO)を開発した.これにより,

AIMD法で~50%,AIMC法で~40%,Opt 計算で~20%の高速化に成功した(図2).

8. Chem. Phys. Lett., 490, 102 (2010).

(3) 分散力を扱うための DFT 法の開発 我々は昨年,DFT法の枠組みで分散力 を記述する方法として局所応答分散力 (LRD)法を提案した.本研究では,LRD 法を理論的にさらに発展させ,原子間だ けでなく原子対間の相互作用も取り込め るようにした.これにより,C6係数の記 述および漸近的な挙動がより高精度に取 り扱えるようになった(図3).

0 1000 2000 3000 4000 5000

0 1000 2000 3000 4000 5000 Tkatchenko-Shefler

LRD (atomic) LRD (full)

Reference C6/ au ComputedC6/au

12. J. Chem. Phys., 133, 194101 (2010).

(4) 開殻系に対する分割統治法の開発 本研究では,これまでに提案してきた 分割統治(DC)法を開殻系に拡張した.通 常,全系を部分系に分割して計算コスト を線形に下げるO(N)法は,非局在化スピ ンの記述は困難である.一方,DC-UHF 法は全電子密度を再構築するため,非局 在化スピン系も正しく記述できることが 確認された(図4).

13. Chem. Phys. Lett., 500, 172 (2010).

1. ホルムアルデヒド2 量体間のエネルギー移動に 対するスペクトログラム.

2. レチナールの構造最適化計算.

4. DC-CCSD法と従来法の計算時間の比較.

3. C6係数の比較.

(8)

研究業績

 原著論文

1. “Quantitative evaluation of catalytic effect of metal chlorides on the decomposition reaction of NaAlH4

H. Hirate, Y. Saito, I. Nakaya, H. Sawai, H. Yukawa, M. Morinaga, H. Nakai Int. J. Quant. Chem., 111 (5), 950–960 (2010).

2. “Observation by UV-visible and NMR spectroscopy and theoretical confirmation of 4-isopropyltropolonate ion, 4-isopropyltropolone (hinokitiol), and protonated 4-isopropyltropolone in acetonitrile”

M. Hojo, T. Ueda, M. Ike, K. Okamura, T. Sugiyama, M. Kobayashi, H. Nakai J. Chem. Eng. Data, 55 (5), 1986–1989 (2010).

3. “Time-dependent Hartree-Fock frequency-dependent polarizability calculation applied to divide-and-conquer electronic structure method”

T. Touma, M. Kobayashi, H. Nakai

Chem. Phys. Lett., 485 (1-3), 247–252 (2010).

4. “Short-time Fourier transform analysis of real-time time-dependent Hartree-Fock and time-dependent density functional theory calculations with Gaussian basis functions”

T. Akama, H. Nakai

J. Chem. Phys., 132 (5), 054104 (11 pages) (2010) (Top 20 Most Downloaded Articles—February 2010).

5. “Extension of energy density analysis to periodic-boundary-condition calculations with plane-wave basis functions”

Y. Imamura, A. Takahashi, T. Okada, T. Ohno, H. Nakai Phys. Rev. B, 81 (11), 115136 (7 pages) (2010).

6. “Theoretical study on bond-switching in 1,6-dihydro-6a-thia-1,6-diazapentalene (10-S-3) systems compared with corresponding oxygen analogues”

T. Atsumi, T. Abe, K.-y. Akiba, H. Nakai Bull. Chem. Soc. Jpn., 83 (5), 520–529 (2010).

7. “Application of real-time time-dependent density functional theory with the CV-B3LYP functional to core excitations”

T. Akama, Y. Imamura, H. Nakai Chem. Lett., 39 (4), 407–409 (2010).

8. “Acceleration of self-consistent-field convergence in ab initio molecular dynamics and Monte Carlo simulations and geometry optimization”

T. Atsumi, H. Nakai

Chem. Phys. Lett., 490 (1-3), 102–108 (2010).

9. “Theoretical study of hypervalent bonds in 1,6-diaza-1,6-dihydro- and 1,6-dihydro- 1,6-dioxapentalene systems with a heteroatom X at 6s position (14-16 group atoms)”

T. Atsumi, T. Abe, K.-y. Akiba, H. Nakai Bull. Chem. Soc. Jpn., 83 (8), 892–899 (2010).

(9)

10. “Unusual energy balance between atoms in post-perovskite MgSiO3” H. Hirate, H. Sawai, Y. Saito, H. Yukawa, M. Morinaga, H. Nakai J. Am. Ceram. Soc., 93 (10), 3449–3454 (2010).

11. “Generalized Møller–Plesset partitioning in multiconfiguration perturbation theory”

M. Kobayashi, A. Szabados, H. Nakai, P. Surjan J. Chem. Theory Comp., 6 (7), 2024–2033 (2010).

12. “Local response dispersion method II. Generalized multicenter interactions”

T. Sato, H. Nakai

J. Chem. Phys., 133 (19), 194101 (9 pages) (2010) (Top 20 Most Downloaded Articles—November 2010).

13. “Divide-and-conquer self-consistent field calculation for open-shell systems:

Implementation and application”

M. Kobayashi, T. Yoshikawa, H. Nakai

Chem. Phys. Lett., 500 (1–3), 172–177 (2010).

 総説・著書

1. “理論化学における理論の革新”

中井浩巳

別冊化学「化学のブレークスルー【理論化学編】」, 66–72 (2010).

2. “Divide-and-conquer approaches to quantum chemistry: Theory and implementation”

M. Kobayashi, H. Nakai

pp. ??–?? in ‘Linear-Scaling Techniques in Computational Chemistry and Physics:

Methods and Applications’, R. Zalesny, M. G. Papadopoulos, P. Mezey, J. Leszczynski (Eds.) (Springer, 2010).

 招待講演(国際会議)

1. “Theoretical study to realize real systems”, H. Nakai, International Symposium on

“Molecular Theory for Real Systems”, Fukui Institute for Fundamental Chemistry, Kyoto University (Kyoto, Japan), January 7-9, 2010.

2. “Novel approaches for core excitations and weak interactions in density functional theory (II)”, H. Nakai, 15th Quantum Systems in Chemistry and Physics (QSCP-XV), (Cambridge, UK), August 31-September 5, 2010.

3. “Linear-scaling electronic structure calculations based on divided-and-conquer method”, H. Nakai, Institute of Atomic and Molecular Science (IAMS) Lecture, (National Taiwan University, Taiwan), November 22, 2010.

4. “Density functional theory for weakly interacting systems”, H. Nakai, Invited Lecture, (National Tsing Hua University, Taiwan), November 24, 2010.

(10)

5. “Linear-scaling divide-and-conquer electronic structure theory”, H. Nakai, Workshop on Simulation and Modeling of Emerging Electronics (SMEE), (Hong Kong, China), December 6-9, 2010.

6. “Theoretical study on the electronic structure and catalytic activity of metal complex, cluster, and surface”, H. Nakai, 2010 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2010), ‘Computational Quantum Chemistry: Theory and Interactions with Experiments’ (#10), Honolulu (Hawaii, USA), December 14-19, 2010.

7. “Recent development of divide-and-conquer electronic structure calculation:

Application to open-shell system”, H. Nakai, 2010 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2010), ‘Molecular Theory for Real Systems and Chemical Reactions’ (#138), Honolulu (Hawaii, USA), December 14-19, 2010.

 招待講演(国内学会・シンポジウム)

1. “実在系の電子状態理論:成果と課題”, 中井浩巳, 科研費特定領域「実在系の分

子理論」シンポジウム, 岡崎コンファレンスセンター (岡崎), 2010年7月10日.

2. “大規模電子相関計算手法に対する最近の発展”, 中井浩巳, 物理学会秋季大会

シンポジウム「精密電子状態計算の現状と展望」, 大阪府立大学 (大阪), 2010 年9月23日.

 競争的資金

1. 文部科学省 科学研究費補助金 挑戦的萌芽研究,「実時間発展形式の分子理論 の開発および非平衡過程への実践的応用」(研究代表,平成22-24年度).

2. 文部科学省 科学技術試験研究委託業務『最先端・高性能汎用スーパーコンピ ュータの開利用』“次世代ナノ統合シミュレーションソフトウェアの研究開発”,

「DC:分割統治量子化学計算プログラム」(分担研究代表,平成22年度).

3. 科学技術振興機構(JST) 戦略的創造研究推進事業(CREST)『マルチスケール・

マルチフィジックス現象の統合シミュレーション』“超精密予測と巨大分子設 計を実現する革新的量子化学と計算科学技術基盤の構築”,「分割統治法と

SAC/SAC-CI法」(分担研究代表,平成22-24年度).

4. 文部科学省 グローバル COE『実践的化学知』教育研究拠点,「メソ量子化学」

(事業推進担当者, 平成19-23 年度)

(11)

光物理化学研究室(井村研究室)

研究レビュー  

( 1 ) ト ン ネ ル 電 流 顕 微 分 光 装 置 の 製 作 近接場光学顕微鏡に微小電流計測回路を 組み込んで,光学像,トンネル電流像,表面 形態像の3つの像を同時に測定可能な装置 を製作した。貴金属ナノ微粒子を用いたテス ト計測から,電流像,光学像,表面形態像の すべてにおいて数十 nm 空間分解能を達成で きることが明らかとなった。

開発した顕微鏡で観測した金ナノ微粒子の 表面形態像(左)とトンネル電流像(右).

( 2 ) プ ラ ズ モ ン 誘 起 蛍 光 増 強 に 関 す る 研 究

金ナノ構造体に励起されるプラズモンは,

光電場をナノ構造体に局在化させるため,光 電場を増強する。増強電場は,色素分子の蛍 光を効率的に励起することができる。一方,

金属近傍では,色素分子の励起状態から金属 へエネルギー移動も起こる。このため,金ナ ノ構造体近傍で蛍光の増強が起こるかは不 明である。近接場光学顕微鏡を用いて,金属 近傍で蛍光の増強が起こるか検証した結果,

特定の形状をもつナノ構造体で蛍光が増強 されることが明らかとなった。

( 3 ) 銀 ナ ノ 構 造 体 の 分 光 研 究

貴金属の中でも銀は,誘電関数の虚部が小 さいことから,長寿命のプラズモン励起に適 した材料である。近年,立方体型の銀ナノ立 方体の合成法が報告され,その分光研究から 可視域に複雑なプラズモン共鳴帯を示すこ とが明らかになっている。しかし,従来の研 究では,励起されるプラズモンの空間モード

を可視化できないため,共鳴の帰属が行われ ていない。本研究では,近接場光学顕微鏡を 用いて,単一の銀ナノ立方体に励起される空 間モードを可視化することを目的にしてい る。これまでに銀ナノ立方体の合成に成功し,

現在,その分光研究を進めている。

銀ナノ構造体の走査電子顕微鏡写真.

( 4 ) 微 小 開 口 か ら の 異 常 透 過 光 増 強 の 研 究

不透明な金属の板に直径 100 nm(1000 万 分の 1 メートル)の孔をあけ,その孔を不透 明な金のナノ円盤(直径 50 nm ‒ 250 nm)

で塞ぎ,孔を通ってくる光の強さを測ったと ころ,円盤がない時と比べて,円盤で孔を塞 いだ時の方が強くなることを見出した。透過 光の強度は,円盤のサイズが大きくなるにし たがって強くなり,直径 200 nm の円盤にお いて,円盤がない時と比べて数倍になること が明らかとなった。

微小開口からの光透過のイメージ.金ナノ円 盤なし(左),あり(右).

(12)

論文・総説・その他

 原著論文

1. K. Imura, K. Ueno, H. Misawa, H. Okamoto, “Anomalous Light Transmission from Plasmonic Capped Nano-Apertures”, Nano Lett. 11, 960-965 (2011).

2. S. I. Kim, K. Imura, S. Kim, H. Okamoto, “Confined Optical Fields in Nanovoid Chain Structures Directly Visualized by Near-Field Optical Imaging”, J. Phys.

Chem. C 115, 1548-1555 (2011).

3. K. Sawada, H. Nakamura, T. Maruoka, Y. Tamura, K. Imura, T. Saiki, H. Okamoto,

“FDTD Simulated Observation of a Gold Nanorod by Scanning Near-Field Optical Microscopy”, Plasma Fusion Research 5, S2110 (2010) (4 pages).

 総説など

1. K. Imura,H. Okamoto, “Near-Field Optical Imaging of Wave Functions and Optical Fields in Plasmonic Nanostructures”, Progress in Nanophotonics I, ed. M.

Ohtsu, Springer-Verlag, in press (2011).

 招待・依頼講演

1. 井村考平,「時間分解近接場顕微鏡を用いたナノ構造の研究」,超高速時間分 解光計測研究会,浜松,2011年3月.

2. 井村考平,「近接場ナノ分光手法によるプラズモンモードの可視化」,光科学 異分野横断萌芽研究会,吹田,2011年2月.

3. 井村考平,「プラズモン光電場と分子の局所的相互作用」,電子状態理論の新 機軸,岡崎,2010年8月.

4. 井村考平,「ナノ構造体に励起されるプラズモン波動構造と異常光学特性」,

分子研研究会「プラズモン増強光電場の分子科学研究への展開」,岡崎,2010 年6月.

 競争的資金

1. 科学技術振興機構 戦略的創造研究推進事業 さきがけ研究「プラズモニッ ク物質の波動関数の光制御とその応用」(研究代表,平成 19-22 年度).

2. 文部科学省 科学研究費補助金 特定領域研究 「近接場顕微分光法に基づ く光反応場の動的可視化・制御」(分担,平成 19-22 年度)

3. 文部科学省 科学研究費補助金 挑戦的萌芽研究 「非弾性トンネル分光顕 微鏡によるプラズモン波動関数の可視化」(代表,平成 21-22 年度)

(13)

 学内研究助成

1. 特定課題研究助成 「プラズモニック物質による光増強反応の創成」(研究 代表, 平成 22-23 年度)

 新聞報道など

1. 日刊工業新聞(2月2日):「ナノサイズの穴にフタ/通過する光強くなる」

2. 化学工業日報(2月2日):「貴金属ナノ微粒子に光強度を高める性質」

3. 日経産業新聞(2月2日):「微小な穴使う発光素子/分子研・早大など 光 記録に応用」

4. 中部経済新聞(2 月 2 日):「超微細光学性質を発見/分子科学研 早稲田,

北海道大と」

5. 科学新聞(2 月 11 日):「ナノの孔は塞ぐと光がよく通る!?/貴金属微粒 子の特異な性質/近接場光学顕微鏡で発見」

6. New Scientist (11 February 2011):”Light through a blocked hole? Plasmonics is the answer”

7. 日経サイエンス2011年5月号:「穴を塞ぐと光が通る」

8. 中部経済新聞(3月22日):「ナノの穴ふさぎ光通す」

(14)

化学合成法研究室(中田研究室)

研究レビュー

(1) Synthetic Studies on Nemorosone via

Enantioselective Intramolecular Cyclopropanation

1の分子内シクロプロパン化反応、② 2のジメチル化、③ 3のシクロプロパン 環の位置選択的開環による4の合成を検 討した.2,6-dihydroxybenzoic acid から 1a-d を合成し,①–③の変換について検 討した.その結果,1a の場合は総収率

9.5%,1b の場合は3b から 4bへの変換

が進行せず総収率は0%,1c の場合は総 収率68%であった.よって,1aの利用が この合成ルートに最も適していることが 判った.①の変換についてはビスオキサ ゾリン配位子とCuBF4からなる不斉触媒 を用いると収率69%(89% conv)で80%

ee の 2a が得られることも見出した.ま

た,4c から nemorosone のすべての不斉

炭素を有する化合物の合成に成功した.

O O

Ph HO

O H

nemorosone

1a (R2 = CO2Et) 1b (R2 = SO2Ph) 1c (R2 = H) MeO

OMe R1

R1 OTBDPS

R2

ON2 O

OTBDPS

OMe R2 MeO R1

R1 2a (R2 = CO2Et) 2b (R2 = SO2Ph) 2c (R2 = H)

O OTBDPS

OMe R2 MeO R1

R1 3a (R2 = CO2Et) 3b (R2 = SO2Ph) 3c (R2 = H)

OTBDPS O R2 R1 MeO

O

R1

4a (R2 = CO2Et) 4b (R2 = SO2Ph) 4c (R2 = H) R1 = allyl

N N

O O

i-Pr i-Pr

bisoxazoline ligand

Tetrahedron Lett. 51, 1298–1302 (2010).

(2) Synthesis of NH006—A Photostable Fungicide Effective against Botrytis Cinerea—According to the Asymmetric Total Synthesis of MK8383

MK8383 は強い抗カビ活性を示すが,光

に対し不安定であるため抗カビ剤として は不適であった.MK8383 の光不安定性

の要因は C13-14 位二重結合の存在にあ

る と 判 明 し た の で 比 較 的 合 成 容 易 な (+)-phomopsidin の誘導体 5,6 を合成し 生物活性試験を行った.その結果,C14

位の立体配置が生物活性に関係すること が判った.そこで,MK8383 の不斉全合 成に基づきNH006を合成した.その結果,

NH006はMK8383の抗カビ活性をほぼ維

持し,かつ光に安定な化合物であること が明らかとなった.現在,NH006の小規 模農場試験を目指し,NH006の量的供給 を検討中である.

H

HOH

R3 CO2H

MK8383 (R3=Me, R4=H) (+)-phomopsidin (R3=H, R4=Me)

13 14

H

HOH

CO2H

5 14 R4

NH006 (R3=Me, R4=H) 6 (R3=H, R4=Me)

H

HOH

R3 CO2H

R4

Org. Biomol. Chem. 8, 1821–1825 (2010).

(3) An Enantioselective Approach to (-)-Platencin via Catalytic Asymmetric Intramolecular Cyclopropanation

7 の触媒的不斉分子内シクロプロパン化 反応により合成した8のシクロプロパン

環をPhSLiで位置選択的に開環し,数工

程で9へ変換した。9から得た10のSmI2

による環化反応は収率 95%で 11 を与え た.1112 とした後,アリル位酸化を 行い13に変換し,エキソメチレンの導入

等を経て Nicolaou の合成中間体14 を得

ることができ,(–)–platencin の形式的不 斉全合成を達成した.

O

(–)-platencin NH

O

HO HO2C

OH

H H PhO2S O SO2Ph ON2

7 8

HSPh PhO2S

R6

9

R6 R6

PhO2S 11 HO SPh HSPh

PhO2S OHC

10

R6=TBDPSO

HO 12

HO HO

13 14

O

Tetrahedron Lett. 51, 5076–5079 (2010)

(15)

研究業績

 原著論文

1. “Synthetic Studies on Nemorosone via Enantioselective Intramolecular Cyclopropanation”

Abe, M.; Saito, A.; Nakada, M.

Tetrahedron Lett. 2010, 51, 1298–1302.

2. “Synthesis of NH006—A Photostable Fungicide Effective against Botrytis Cinerea—According to the Asymmetric Total Synthesis of MK8383”

Hayashi, N.; Yamamoto, K.; Minowa, N.; Nakada, M.

Org. Biomol. Chem. 2010, 8, 1821–1825.

3. “An Enantioselective Approach to (-)-Platencin via Catalytic Asymmetric Intramolecular Cyclopropanation”

Hirai, S.; Nakada, M.

Tetrahedron Lett. 2010, 51, 5076–5079.

 招待講演

1. 「タキソールの収束的不斉全合成への挑戦」,中田雅久,第 45 回天然物談話会

(愛知県蒲郡)2010 年7月.

2. 「新合成ルートによるタキソールの収束的不斉全合成への挑戦」,理研シンポジ ウム第5回「有機合成化学のフロンティア」,中田雅久,理化学研究所(埼玉県 和光市),2010 年7月.

 学会・シンポジウム関係

1. 有機合成化学協会関東支部常任幹事・監事 2. 有機合成化学協会編集委員会・編集委員

3. 新学術領域研究 反応集積化の合成化学 革新的手法の開拓と有機物質創成への 展開 平成 22 年度第 2 回成果報告会 (早稲田大学西早稲田キャンパス),実行 委員長

(16)

機能有機化学研究室(鹿又研究室)

研究レビュー

(1)面不斉テルピリジン触媒の不斉シク ロプロパン化における遮蔽効果 長い炭素架橋鎖を有する面不斉ピリ ジンが不斉反応の立体選択性に与える 影響を明らかにする目的で,C14 架橋鎖 を持つ[14](2,5)ピリジノファン骨格を 2 箇所に組み込んだ C2対称面不斉テルピ リジン(Sp,Sp)-TPY の合成を行った.触

媒として Cu(OTf)2 存在下,各種オレフ

ィンとジアゾ化合物の不斉シクロプロ パ ン 化 反 応 を 行 っ た と こ ろ , 最 大 で trans-1が62%ee,cis-1が74%ee で得ら れた.相当するC10 架橋鎖型配位子では

最大 90%ee 程度の選択性を示すことか

ら,架橋鎖の自由度が向上することで 遮蔽効果の低下を招き,立体選択性が 低下したことが示唆される.これらの 結果より,面不斉の不斉転写の選択性 が遮蔽効果の影響を強く反映している ことが明らかとなった.

Ar

O OEt N2 H

H CO2R1 Ph

H

H CO2R1 H

Ph +

+

trans-(1S, 2S)-1 cis-(1S, 2R)-1 2.1 mol% (Sp, Sp)-TPY 2.0 mol% Cu(OTf)2

CH2Cl2, RT, 17 h (Sp, Sp)-TPY

N N N

TMSO OTMS

(CH2)14 (CH2)14

Ph Ph

Ph Ph

up to 62 %ee up to 74 %ee up to 68 %

(2)面不斉ピリジン触媒による電子不 足アルケンの高エナンチオ選択的 不斉シクロプロパン化反応

面不斉ピリジンから発生するイリド 触媒を用い,電子不足アルケンを基質 とする不斉シクロプロパン化反応を行

った.触媒を20 mol%用いて反応を行っ たところ,高ジアステレオ選択的かつ 高エナンチオ選択的に反応し,trans-2 を 78%収率,91%ee で与え,ピリジニ ウムイリド触媒による不斉シクロプロ パン化反応に初めて成功した.

[20 mol%]

N2 H CO2t-Bu

N Me N

Me

O t-BuO Cu(OTf)2

[1 mol%]

CN CN H Ph

NC CN

Ph CO2t-Bu 78%, 91%ee 2,2'-bpy

[1 mol%]

1,2-dichloroethane 65 °C, 4h

trans-(1R, 3S)-2

(3) 血管新生抑制剤 azaspirene モデル 分子の合成とその生物活性

血 管 新 生 抑 制 作 用 を 有 す る(–)- azaspirene モデル分子として,5 員環ス ピロ構造を有する化合物 3 の効率合成 法を検討するとともに,ヒト子宮肉腫

細胞株(FU-MMT-3)における血管新生

抑制効果について活性試験を行った.

その結果,両鏡像異性体とも 10 µg/ml

(31.5 µM)で同等の活性を示し,両鏡

像異性体にそれぞれ癌細胞共培養下に おける血管新生抑制作用が確認された.

Et O O

OH Me

O

O Me

Et O NH

OH Ph O

Me O

Et

O

O Me

Et NH

OH O

OH Ph

Azaspirene Analog of Natural Type (5S,8R,9R)-(–)-3 Et

O

Me THPO

O

CHO

Ph NH

O

O Me

HN Et

HO O

OH Ph

Azaspirene Analog of non-Natural Type (5R,8S,9S)-(+)-3 IC50 (HUVECs):

Inhibition:

10 µg/mL (31.5 µM)

! 0.01 µg/mL (31.5 nM) Resolution

& Hydrolysis

(17)

研究業績

l 原書論文

1. “Enantioselective Cyclopropanation Reactions with Planar-Chiral Pyridinium Ylides.

A Substituent Effect and A Remote Steric Effect”

N. Kanomata, R. Sakaguchi,K. Sekine, S. Yamashita, H. Tanaka, Adv. Synth. Catal. 2010, 352, 2966-2978.

2. “Novel chemoembolization using calcium-phosphate ceramic microsphere incorporating TNP-470, an anti-angiogenic agent”

M. Emoto, Y. Naganuma, B. Choijamts, T. Ohno, H. Yoshihisa, N. Kanomata, T.

Kawarabayashi, M. Aizawa, Cancer Sci. 2010, 101, 984-990.

l 国際学会

1. “Synthesis of azaspirene analogues and their anti-angiogenetic activities”

N. Kanomata, S. Hirasawa, S. Sakai, S. Wakamori, B. Choijamts, Y. Naganuma, M.

Emoto,,

The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies, Honolulu, December, 2010.

2. “Planar-chiral terpyridine N-oxide for catalytic asymmetric allylation of aldehyde”

N. Akutsu, N. Kanomata,

The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies, Honolulu, December, 2010.

3. “Substituent effect on the syntheses of various planer-chiral [n]parapyridinophadiynes”

N. Sakamoto, N. Kanomata,

The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies, Honolulu, December, 2010.

4. “Synthesis and properties of [10]parapyridinophane derivatives having a hydroxyl group on their ansa-bridges”

N. Kanomata, T. Motoshiromizu

The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies, Honolulu, December, 2010.

5. “Pyridinophane catalysis for asymmetric cyclopropanation with copper carbenoid cocatalysis”

H. Tanaka, N. Kanomata,

22nd International Symposium on Chirality, Sapporo, July, 2010.

6. “Short-step synthesis of azaspirene analogues and their anti-angiogenic activities”

N. Kanomata, S. Sakai, S. Wakamori, B. Choijamts, Y. Naganuma, M. Emoto, 22nd International Symposium on Chirality, Sapporo, July, 2010.

l 競争的資金

1. 私立大学学術研究高度化推進事業・学術フロンティア推進事業,「高度先進医 療を支援するハイパフォーマンスバイオマテリアルの創製とその医療用デバ イスとしての応用」(研究分担,平成 18-22 年度)

2. 私立大学学術研究高度化推進事業・学術フロンティア推進事業,「次世代機能

(18)

材料「漆」の高度利用に関する学際的研究」(研究分担,平成 19-23 年度)

3. 私立大学戦略的研究基盤形成支援事業,「生物学・化学・情報科学融合のため の戦略的先進理工学研究基盤の形成」(研究分担,平成 21-25 年度)

l 学内研究助成

1. 特定課題研究助成費(重点助成),「様々な長さの架橋鎖を持つ面不斉ピリジ ンの高度立体制御」(代表者,平成 21-22 年度)

(19)

反応有機化学研究室(柴田研究室)

研究レビュー

(1) Ru-アレーン錯体を経由する触媒的

芳香族求核置換反応

芳香族求核置換(SNAr)反応では、一 般的に芳香環上に電子求引性基を持たな い不活性フルオロアレーンを基質として 用いることが出来ない。クロムヘキサカ ルボニル錯体などの遷移金属錯体を配位 させれば反応を進行させることができる が、化学量論量の遷移金属錯体を用い、

しかもその脱着のステップが必要である。

本研究では、[Ru(cod)(2-methylallyl)2], ジホスフィン配位子 DPPPent, プロトン 酸 TfOHから調製されるルテニウム触媒 を用い、トリエチルアミンとトリエチル シランを添加することにより、2 級アミ ンによるフッ化アレーンのアミノ化反応 を達成した。本反応は強い電子供与性基 であるメトキシ基やアミノ基を有するフ ルオロアレーンをも基質として適用可能 であり、アレーン金属触媒を経由する初 めての触媒的SNAr反応である。

Ru

F HNRR'

Ru F

NRR' Ru NRR'

R

R R HF

R

1. Chem. Commun. 2010, 46, 336-338

(2) エナンチオ選択的オルトリチオ化に よる光学活性パラシクロファンの合成

パラシクロファンとは、ベンゼン環の パラ位の2つの置換基を環構造で連結し たカゴ型化合物であり、架橋鎖が短い場 合には面不斉を生ずる。これまでエナン チオ選択的合成は僅か3例のみであり、

しかも不斉収率の最高の値は、我々が報

告した79% eeであった。

本研究では、芳香環と架橋鎖を、配位 性能官能基である酸素原子により連結し

たパラシクロファンを用いる不斉オルト リチオ化を検討した。その結果、sec-BuLi とキラルジアミン配位子であるスパルテ インを作用させた後、種々の求電子剤で 処理することで、面不斉パラシクロファ ンが極めて高不斉収率で得られた。

(CH2)n

O

O O O

(CH2)n sec-BuLi

sparteine

O O

(CH2)n

up to 98% ee up to 99% ee Li Li

sec-BuLi Li

4. Org. Lett. 2010, 12, 1980-1983.

(4) 1,1-ジボリルアルカンの化学選択的

/位置選択的な鈴木−宮浦クロスカップ リング反応

空気中で安定かつ安全に取り扱い可能 な有機ホウ素化合物を用いるパラジウム 触媒による鈴木−宮浦クロスカップリン グ反応は、最も実用性のある炭素−炭素 結合形成反応として工業的にも活用され る重要な反応である。芳香族化合物,た とえばベンゼン環などの sp2-炭素上で反 応が円滑に進行する一方で、脂肪族化合 物のアルカン類に含まれる sp3-炭素上で の反応には制約が強く、室温条件下で進 行する例は少ない。特に複数の置換基を 有する sp3-炭素−ホウ素結合を含む有機 ホウ素化合物は非常に不活性であること が知られていた。

本研究で我々は、一つの sp3-炭素上に 二つのホウ素原子を有する 1,1-ジボリル アルカンを用いると、室温条件下で鈴木 宮浦クロスカップリング反応が円滑に進 行することを初めて見出した。本反応は、

1,1-ジボリルアルカンに含まれる一つの ホウ素原子のみが化学選択的にクロスカ ップリングに使用されることで、位置特 異的にベンジルホウ素化合物を与える画 期的手法である。

7. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 11033-11035

(20)

研究業績

• 原著論文

1. “Catalytic SNAr Reaction of Non-Activated Fluoroarenes with Amines via Ru η6-Arene Complexes”

M. Otsuka, K. Endo, and T. Shibata Chem. Commun. 2010, 46, 336-338.

2. “Sequential Catalytic Reactions for the Synthesis of Benzofulvenes Using an Iridium Complex with Dual Function”

K. Tsuchikama, M. Kasagawa, K. Endo, and T. Shibata Synlett 2010, 97-100.

本論文は、Synfacts (Highlights in Current Synthetic Organic Chemistry), 2010, 294で 紹介されました。

3. “Multinuclear Catalyst for Copper-Catalyzed Asymmetric Conjugate Addition of Organozinc Reagents”

K. Endo, M. Ogawa, and T. Shibata

Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 2410-2413.

本論文は、Synfacts (Highlights in Current Synthetic Organic Chemistry), 2010, 679で 紹介されました。

4. “Enantioselective Synthesis of Planar-Chiral 1,n-Dioxa[n]paracyclophanes via Catalytic Asymmetric Ortho-Lithiation”

K. Kanda, K. Endo, and T. Shibata Org. Lett. 2010, 12, 1980-1983.

本論文は、Synfacts (Highlights in Current Synthetic Organic Chemistry), 2010, 777で 紹介されました。

5. “Enantioselective Intramolecular [2+2+2] Cycloaddition of Dienynes for the Construction of Adjacent Three Chiral Centers”

T. Shibata, M. Otomo, and K. Endo Synlett 2010, 1235-1238.

6. “Stereoselective Synthesis of Tetrasubstituted Alkenylboronates via 1,1-Organodiboronates”

K. Endo, M. Hirokami, and T. Shibata J. Org. Chem. 2010, 75, 3469-3472.

本論文は、Synfacts (Highlights in Current Synthetic Organic Chemistry), 2010, 852で 紹介されました。

7. “Chemoselective and Regiospecific Suzuki Coupling on a Multisubstituted sp3-Carbon in 1,1-Diborylalkanes at Room Temperature”

(21)

K. Endo, T. Ohkubo, M. Hirokami, and T. Shibata J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 11033-11035.

8. “Facile Catalytic SNAr Reaction of Nonactivated Fluoroarenes with Amines Using η6-Benzene Ru(II) Complex,”

M. Otsuka, H. Yokoyama K. Endo, and T. Shibata Synlett 2010, 2601-2606.

• 論説・総説

1. “Iridium-Catalyzed Cycloadditions”

T. Shibata

in Iridium Complexes in Organic Synthesis, Wiley-VCH, 978-3527319961.

• 招待講演

1. “Enantioselective Synthesis of Axially Chiral Polyaryls using Ir-catalyzed [2+2+2]

Cycloaddition”

T. Shibata

1st Annual World Congress of Catalytic Asymmetric Synthesis-2010 (北京、中国)

2010年5月21日.

2. 「触媒的不斉付加環化反応の新展開」

柴田 高範

ファインケミカルズ合成触媒のフロンティア (東京農工大学、東京) , 2010年6 月5日.

3. “Construction of New Chiral Cyclic Skeletons Based on the Enantioselective [2+2+2]

Cycloaddition”

T. Shibata

7th Symposium on Chemical Approaches to Chirality (東京理科大学、東京) , 2010年9 月29日.

• 国際会議

1. “Enantioselective Construction of New Chiral Cyclic Scaffolds Using [2+2+2]

Cycloaddition”

T. Shibata

18th International Conference on Organic Synthesis (ICOS18) (ベルゲン、ノルウェ ー),2010年 8月 2日.

(22)

• 競争的資金

1. 文部科学省科学研究補助金 基盤研究(S)「不斉自己触媒反応における不斉の発

生・増幅と伝播の研究」柴田 高範(分担)

2. 文部科学省科学研究補助金 基盤研究(B)「キラルな環状 π 電子共役系の創製を

指向した付加環化反応の新展開 」柴田 高範(代表)

3. 文部科学省科学研究補助金 若手研究(B)「金属触媒反応における「金属外圏制 御」設計戦略の開拓」遠藤 恆平(代表)

(23)

無機反応化学研究室(石原研究室)

研究レビュー

HHα-ピ リ ド ン お よ び ピ バ リ ン 酸 ア ミ ド を 架 橋 配 位 子 と す る ア セ ト ニ

ル白金(III)二核錯体の生成反応機構


 アミドを架橋配位子とする HH 型白

金(III)二核錯体はアセトンと反応して、

アセトニル錯体を生成することが分か っている(式1)。

H3N NH H3N N

H3N O

H3N O C

Pt O

OH2 OH2

Pt

+ H3C CH3 H3N NH

H3N N H3N O H3N PtO

Pt C O H2C CH3 – H+

(1)

その反応機構としては、Scheme 1 に示す ような3つの反応経路が考えられる。本 研究では、アセトニル錯体がどの経路で 生成するのかを明らかにするために、酸 性水溶液において、α-ピリドン架橋及び ピバリン酸アミド架橋白金(III)二核錯体と アセトンとの反応を速度論的に研究した。

Scheme 1

錯体の濃度に対してアセトンの濃度 が大過剰の擬一次の条件下で、反応は 二段階の逐次反応であった。一段目の 反応の速度定数は、酸の濃度が低い程 大きく、酸濃度が一定の下ではアセト ンの濃度に対して一次の依存性を示し たが、二段目の速度定数は酸の濃度に もアセトンの濃度にも依存せず一定で あった。また、この反応は、これらの 錯体のハロゲン化物イオンやオレフィ ンとの反応に比べ、異常に遅い反応で あった。ごく微量に存在する enol 型の アセトン(Kke = [enol]/[keto] = 10–8.46)のみ が反応に関与していると考えると、反 応の異常な遅さは説明することができ る。enol 型のみが反応していることの

更なる実験的証拠を得るために、keto- enol の異性化が非常に遅いことが知ら

れている p-ヒドロキシフェニルピルビ

ン酸(pHPP)を配位子として反応を追跡

した。pHPP は固体状態ではenol型であ るが、溶液中ではゆっくりと keto 型に 異性化する.

アミド架橋白金(III)二核錯体と pHPP の反応の一段目反応の速度定数 kobs1 を、

過剰の pHPPのenol型の濃度(CL)に対し てプロットすると、Fig. 1 のように異な る[H+]において直線関係を示した。すな わち、enol型の濃度の減少とともにkobs1

は減少する。このことは、enol 型のみ が反応していることを示している。

Fig. 1 [H+]/M = 0.10 ( ), 0.20 ( ), 0.30 ( ), 0.40 ( ).


 以上のことより、Scheme 2 に示すよ うに、一段目の反応で enol 型アセトン がアミド架橋白金(III)二核錯体の軸位に π 配 位 し 、 二 段 目 の 反 応 で π−σ

conversion が起こり、アセトニル錯体を

生成することがわかった(Eur. J. Inorg.

Chem., in press.)

Scheme 2

25 ºC, I = 0.40 M

(24)

・ 原著論文

1. “Relative reactivity of phenylboronic acid to phenylboronate ion toward L-lactate and mandelate at physiological pH”, Eisuke Watanabe, Junko Fujii,Kaori Kojima, Satoshi Iwatsuki, Masahiko Inamo, Hideo D. Takagi, and Koji Ishihara, Inorg. Chem. Commun., 13, 1406-1409 (2010).

2. “Formation mechanism of head-to-head amidato-bridged acetonylplatinum(III) binuclear complexes: kinetic evidence for π-coordination of the enol form of a ketone in a ligand substitution reaction”, Hiroyuki Fukushima, Hiroki Mori, Moritatsu Arime, Satoshi Iwatsuki, Koji Ishihara, and Kazuko Matsumoto, Eur. J. Inorg. Chem, in press.

(25)

生物分子化学研究室(小出研究室)

研究レビュー


(1)色素上皮由来因子(PEDF)とコラー ゲンの特異的結合のメカニズム

 PEDF は血管新生阻害活性と神経栄養 因子としての活性を併せ持ち、細胞外マ トリックス成分であるコラーゲンやヘパ ラン硫酸プロテオグリカン(HSPG)に結 合する分泌タンパク質である。本年は、

昨年同定したコラーゲン分子上の PEDF 結合配列について精査した。

 その結果、コラーゲン上のPEDF結合 配列モチーフを同定することができた。

このモチーフは HSPG が結合するコラ ーゲン上の配列モチーフと極めて良く似 ている。また、天然のコラーゲン分子上 のPEDF結合配列は、水酸化、糖化、架 橋形成をうけるリジン残基を含むことか ら、PEDF とコラーゲンの結合は、コラ ーゲンの翻訳後修飾あるいは分子老化に よって変化することが示唆された。

(2)コラーゲンの線維化を阻害する化合 物の探索研究

 12,800 検体の低分子量化合物のラン ダムスクリーニングから、抗がん剤とし て 知 ら れ て い る cis- diamminedichloroplatinum (II)(一般名:

シスプラチン)がコラーゲンの試験管内 での自発的な自己組織化(線維化)を阻 害することを見いだした。しかし、実際 の活性本体はシスプラチンそのものでは なく、溶媒として使用していたジメチル スルホキシド(DMSO)と配位子交換反応 により生成した Pt 錯体であることがわ かった。

(3)コラーゲン特異的シャペロン HSP47 を標的とした創薬研究

 コラーゲンの産生を正に調節するシャ

ペロン HSP47 の阻害剤は肝硬変など線

維化疾患にたいする治療薬物となりうる。

我々は開発した ハイ・スループット系 を利用して HSP47 阻害剤のスクリーニ ングを実施した。その結果、あるペプチ ド誘導体と、いくつかの脂肪酸誘導体が 活性化合物として得られた。

(4)合成ペプチドの自己集合によるバイ オマテリアルの創製

 両末端にビオチンを付加したヘテロ3 重らせん型コラーゲン様ペプチドがアビ ジンにより架橋されると超分子化し、平 方ミリメートルサイズのフィルムを形成 しうることを見いだした。このシートの 組成はペプチドおよびアビジンの仕込み 比率に関わらずほぼ一定であった。

 さらに表面に露出したビオチンあるい はアビジンの機能を利用してフィルムの 表面をさまざまな機能分子で修飾できる ことも示した。

図 ビオチン化フルオレセインーアビジン複合 体で表面修飾を施したコラーゲン様超分子フィ ルム a) 位相差顕微鏡像、b) 共焦点レーザー顕 微鏡像、c) 模式図

(26)

研究業績

• 原著論文

1. “A structure-activity relationship study elucidating the mechanism of sequence-specific collagen recognition by the chaperone HSP47”

Y. Nishikawa, Y. Takahara, S. Asada, A. Shigenaga, A. Otaka, K. Kitagawa, T. Koide Bioorg. Med. Chem., 18, 3767-3775 (2010).

2. “A collagen-mimetic triple helical supramolecule that evokes integrin-dependent cell responses”

C. M. Yamazaki, Y. Kadoya, K. Hozumi, H. Okano-Kosugi, S. Asada, K. Kitagawa, M.

Nomizu, T. Koide

Biomaterials, 31, 1925-1934 (2010).

• 総説

小出隆規*

コラーゲン様三重らせんペプチドを利用した生化学研究 生化学,82,474-483(2010)

• 競争的資金  

1. 科学研究費補助金 基盤研究(B)「創薬を目指したコラーゲンのケミカルバイ オロジー」(研究代表,平成19-22 年度).

2. 科学研究費補助金 挑戦的萌芽研究「コラーゲン様3重らせんペプチドの動態 特性を利用した新規ドラッグキャリアの開発」(研究代表,平成22-23 年度). 3. 特定課題 A(一般)「網膜色素上皮由来因子(PEDF)による血管新生阻害の分子

機構」(研究代表 小出隆規, 平成22年度).

4. 特定課題 B「コラーゲン超分子構造の進化と特異的シャペロンの機能との関わ

り」(研究代表 小出隆規, 平成22年度).

5. 特定課題(新任)「コラーゲン線維の形成を制御する化合物の探索研究」(研究 代表 山崎ちさと, 平成22年度).

(27)

ケミカルバイオロジー研究室(中尾研究室)

研究レビュー

(1)海洋無脊椎動物の採集

四国地方(愛媛、高知)、房総半島、鹿児島 県(甑島、屋久島)、ミクロネシア(ヤップ 島)などの各海域において、海綿動物、原索 動物(ホヤ類)、腔腸動物(軟サンゴ類)を 中心に海洋無脊椎動物約 300 検体を採集し た。これらのサンプルから、医薬品探索研究 に用いるスクリーニング用サンプルを調整 した。

ミクロネシアでの採集風景

(2)海綿由来の抗原虫活性物質の探索 東シナ海の海底火山(大島新曽根)山頂(水 150m) か ら 採 集 し た 腔 腸 動 物 ヤ ギ Acanthoprimnoa cristata から、リーシュマ ニア原虫に対して強い抗原虫活性を示す新

規化合物cristaxenicinを単離・構造決定した。

(3)海綿由来のRAD51阻害剤

鹿 児 島 県 奄 美 大 島 で 採 集 し た 海 綿 Xestospongia vansoesti から、RAD51阻害活 性を示す 2 種類の化合物halenaquinone およ

xestoquinoneを同定した。

(4)群体ホヤ由来の強力なES細胞未分化 維持活性を有する化合物

宮城県産の群体ホヤからマウスES細胞に対 して未分化維持活性を有す る化合物を単 離・構造決定した。

(28)

論文・総説・その他

 著書

1. Nakao, Y.; Fusetani, N. Marine Invertebrates: Sponges. In Comprehensive Natural Products ; Chemistry II Chemistry and Biology; Mander, L.; Lui, H.-W., Eds.

Elsevier: Oxford, , Vol. 2, pp. 327-362, (2010).

 出願特許

1. 発明の名称:新規環状デプシペプチドおよびその用途 出願日:平成22年5月17日

発明者:山下潤、中尾洋一、勝俣良祐 出願番号:US 61/334,961

出願人:国立大学法人京都大学、学校法人早稲田大学

2. 発明の名称:腔腸動物由来抗原虫化合物 出願日:平成22年3月11日

発明者:中尾洋一、石上進太郎、後藤康之、河津信一郎、井上昇 出願番号:特願2010-055150

出願人:学校法人早稲田大学、国立大学法人帯広畜産大学

 競争的資金

1. 科学研究費補助金 基盤研究(B)海外学術調査「アジア・太平洋海域にお ける有用海洋生物資源調査」(研究代表,平成21-23 年度)

 学内研究助成

1. 特定課題 B 研究助成「医薬品・生化学試薬としての海洋天然化合物の再探 索」(研究代表,平成22年度)

2. 特定課題 B 研究助成「動的平衡としての海洋微生物共生系のケミカルバイ オロジー」(研究代表,平成22年度)

図 2.  レチナールの構造最適化計算.

参照

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of IEEE 51st Annual Symposium on Foundations of Computer Science (FOCS 2010), pp..

初 代  福原 満洲雄 第2代  吉田  耕作 第3代  吉澤  尚明 第4代  伊藤   清 第5代  島田  信夫 第6代  廣中  平祐 第7代  島田  信夫 第8代 

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